KR20210144519A - Method and apparatus of generating depth image - Google Patents
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Abstract
Description
아래의 실시예들은 깊이 영상을 생성하는 방법 및 장치에 관한 것이다.The following embodiments relate to a method and an apparatus for generating a depth image.
영상 인식이나 장면 이해에 있어 3D 정보의 활용은 중요하다. 2D 상에서의 공간 정보에 깊이 정보를 추가하는 것은 객체의 공간 상의 분포를 효과적으로 예측할 수 있게 한다. 일반적으로, 깊이 정보는 깊이 카메라를 이용하여 깊이 영상을 획득해야 알 수 있으며, 깊이 카메라의 성능에 따라 그로부터 얻을 수 있는 깊이 영상의 품질이 달라진다. 예를 들어, 깊이 카메라의 성능에 따라 획득되는 깊이 영상의 해상도나 노이즈 정도가 달라질 수 있다. 깊이 정보의 정확도는 해당 깊이 정보를 이용하는 결과물의 품질에 많은 영향을 미치기 때문에, 고품질의 깊이 영상을 획득하는 것은 중요하다. The use of 3D information is important for image recognition or scene understanding. Adding depth information to spatial information in 2D makes it possible to effectively predict the spatial distribution of objects. In general, depth information can be known only by acquiring a depth image using a depth camera, and the quality of a depth image obtainable therefrom varies according to the performance of the depth camera. For example, the resolution or noise level of the acquired depth image may vary according to the performance of the depth camera. Since the accuracy of depth information greatly affects the quality of a result using the corresponding depth information, it is important to obtain a high-quality depth image.
전술한 배경기술은 발명자가 본원의 개시 내용을 도출하는 과정에서 보유하거나 습득한 것으로서, 반드시 본 출원 전에 일반 공중에 공개된 공지기술이라고 할 수는 없다.The above-mentioned background art is possessed or acquired by the inventor in the process of deriving the disclosure of the present application, and it cannot be said that it is necessarily known technology disclosed to the general public prior to the present application.
일 실시예에 따르면, 깊이 영상을 생성하는 방법은 입력 영상을 수신하는 단계; 상기 입력 영상에 대응하는 특징을 추출하는 단계; 서로 다른 깊이 해상도들에 대응하는 디코더들을 이용하여 상기 특징을 디코딩(decoding) 함으로써, 깊이 해상도 별 특징을 생성하는 단계; 상기 깊이 해상도 별 특징을 점진적으로 보정(progressively refine) 함으로써, 깊이 해상도 별 확률 분포를 추정하는 단계; 및 상기 깊이 해상도 별 확률 분포 중 최종적으로 추정되는 확률 분포에 기초하여, 상기 입력 영상에 대응하는 타겟 깊이 영상을 생성하는 단계를 포함한다. According to an embodiment, a method for generating a depth image includes receiving an input image; extracting a feature corresponding to the input image; generating a feature for each depth resolution by decoding the feature using decoders corresponding to different depth resolutions; estimating a probability distribution for each depth resolution by progressively refining the feature for each depth resolution; and generating a target depth image corresponding to the input image based on a finally estimated probability distribution among the probability distributions for each depth resolution.
상기 깊이 해상도 별 특징을 생성하는 단계는 상기 깊이 해상도들 중 제1 깊이 해상도에 대응하는 제1 디코더를 이용하여, 상기 제1 깊이 해상도의 특징을 생성하는 단계; 및 상기 깊이 해상도들 중 제2 깊이 해상도에 대응하는 제2 디코더를 이용하여, 상기 제2 깊이 해상도의 잔차 특징(residual feature)을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. The generating of the feature for each depth resolution may include: generating the feature of the first depth resolution by using a first decoder corresponding to a first depth resolution among the depth resolutions; and generating a residual feature of the second depth resolution by using a second decoder corresponding to the second depth resolution among the depth resolutions.
상기 깊이 해상도 별 특징을 생성하는 단계는 상기 깊이 해상도들 중 제3 깊이 해상도에 대응하는 제3 디코더를 이용하여, 상기 제3 깊이 해상도의 잔차 특징(residual feature)을 생성하는 단계를 더 포함할 수 있다. The generating of the feature for each depth resolution may further include generating a residual feature of the third depth resolution by using a third decoder corresponding to a third depth resolution among the depth resolutions. have.
상기 깊이 해상도 별 특징을 생성하는 단계는 균일(uniform)하게 설정된 깊이 간격으로 상기 특징을 디코딩 함으로써 상기 깊이 해상도 별 특징을 생성하는 단계; 및 간격 증가 이산화(spacing-increasing discretization; SID) 기법에 기초하여 상이하게 설정된 깊이 간격에 의해 상기 특징을 디코딩 함으로써 상기 깊이 해상도 별 특징을 생성하는 단계 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The generating of the feature for each depth resolution may include: generating the feature for each depth resolution by decoding the feature at a uniformly set depth interval; and generating the feature for each depth resolution by decoding the feature with a depth interval set differently based on a spacing-increasing discretization (SID) technique.
상기 깊이 해상도 별 확률 분포를 추정하는 단계는 상기 깊이 해상도들 중 제1 깊이 해상도의 특징에 기초하여, 상기 제1 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 제1 확률 분포를 추정하는 단계; 및 상기 제1 확률 분포 및 상기 깊이 해상도들 중 제2 깊이 해상도의 잔차 특징에 기초하여, 제2 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 제2 확률 분포를 추정하는 단계를 포함할 수 있다. The estimating of the probability distribution for each depth resolution may include: estimating a first probability distribution corresponding to depth ranges of the first depth resolution based on a characteristic of the first depth resolution among the depth resolutions; and estimating a second probability distribution corresponding to depth ranges of a second depth resolution based on the first probability distribution and a residual feature of a second depth resolution among the depth resolutions.
상기 제2 확률 분포를 추정하는 단계는 상기 제2 깊이 해상도의 잔차 특징에 의해 상기 제1 확률 분포를 보정함으로써 상기 제2 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 상기 제2 확률 분포를 추정하는 단계를 포함할 수 있다. The estimating of the second probability distribution includes estimating the second probability distribution corresponding to the depth ranges of the second depth resolution by correcting the first probability distribution by the residual feature of the second depth resolution. may include
상기 제2 확률 분포를 추정하는 단계는 상기 제1 확률 분포를 업-스케일링(up-scaling)하는 단계; 및 상기 제2 깊이 해상도의 잔차 특징에 의해 상기 업-스케일링된 제1 확률 분포를 보정함으로써 상기 제2 확률 분포를 추정하는 단계를 포함할 수 있다. The estimating of the second probability distribution may include: up-scaling the first probability distribution; and estimating the second probability distribution by correcting the up-scaled first probability distribution by a residual feature of the second depth resolution.
상기 깊이 해상도 별 확률 분포를 추정하는 단계는 상기 제2 확률 분포 및 상기 깊이 해상도들 중 제3 깊이 해상도의 잔차 특징에 기초하여, 제3 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 제3 확률 분포를 추정하는 단계를 더 포함할 수 있다. The estimating of the probability distribution for each depth resolution may include estimating a third probability distribution corresponding to depth ranges of a third depth resolution based on the second probability distribution and a residual feature of a third depth resolution among the depth resolutions. It may further include the step of
상기 제3 확률 분포를 추정하는 단계는 상기 제3 깊이 해상도의 잔차 특징에 의해 상기 제2 확률 분포를 보정함으로써 상기 제3 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 상기 제3 확률 분포를 추정하는 단계를 포함할 수 있다. The estimating of the third probability distribution includes estimating the third probability distribution corresponding to the depth ranges of the third depth resolution by correcting the second probability distribution by the residual feature of the third depth resolution. may include
상기 제3 확률 분포를 추정하는 단계는 상기 제2 확률 분포를 업-스케일링하는 단계; 및 상기 제3 깊이 해상도의 잔차 특징에 의해 상기 업-스케일링된 제2 확률 분포를 보정함으로써 상기 제3 확률 분포를 추정하는 단계를 포함할 수 있다. The estimating of the third probability distribution may include: up-scaling the second probability distribution; and estimating the third probability distribution by correcting the up-scaled second probability distribution by the residual feature of the third depth resolution.
상기 타겟 깊이 영상을 생성하는 단계는 상기 최종적으로 추정되는 확률 분포를 상기 타겟 깊이 영상으로 변환(conversion)하는 단계를 포함할 수 있다. The generating of the target depth image may include converting the finally estimated probability distribution into the target depth image.
상기 타겟 깊이 영상을 생성하는 단계는 상기 최종적으로 추정되는 확률 분포의 기대 값을 산출하는 단계; 상기 최종적으로 추정되는 확률 분포에 기초하여, 상기 기대 값의 보정 값을 추정하는 단계; 및 상기 기대 값 및 상기 보정 값에 기초하여, 타겟 깊이 영상을 생성하는 단계를 포함할 수 있다. The generating of the target depth image may include calculating an expected value of the finally estimated probability distribution; estimating a correction value of the expected value based on the finally estimated probability distribution; and generating a target depth image based on the expected value and the correction value.
상기 깊이 해상도들은 제1 깊이 해상도, 제2 깊이 해상도, 및 제3 깊이 해상도 중 적어도 둘을 포함하고, 상기 제1 깊이 해상도는 상기 제2 깊이 해상도에 비해 성긴 값(coarse value)를 가지고, 상기 제2 깊이 해상도는 상기 제1 깊이 해상도에 비해 조밀한 값(fine value)을 가지며, 상기 제3 깊이 해상도는 상기 제2 깊이 해상도에 비해 조밀한 값을 가질 수 있다. The depth resolutions include at least two of a first depth resolution, a second depth resolution, and a third depth resolution, the first depth resolution having a coarse value compared to the second depth resolution, The second depth resolution may have a finer value than the first depth resolution, and the third depth resolution may have a finer value than the second depth resolution.
상기 깊이 영상을 생성하는 방법은 상기 입력 영상에 포함된 픽셀들의 깊이 값들의 깊이 범위를 이산화하여 복수 개의 구간들로 분할하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method of generating the depth image may further include discretizing a depth range of depth values of pixels included in the input image and dividing the depth range into a plurality of sections.
상기 깊이 영상을 생성하는 방법은 상기 타겟 깊이 영상을 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다. The method of generating the depth image may further include outputting the target depth image.
상기 입력 영상은 단일 컬러 영상, 적외선 영상, 및 깊이 영상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The input image may include at least one of a single color image, an infrared image, and a depth image.
일 실시예에 따르면, 깊이 영상을 생성하는 방법은 깊이 영상을 수신하는 단계; 컬러 영상을 수신하는 단계; 상기 깊이 영상을 이산화하여, 제1 깊이 해상도의 확률 분포를 생성하는 단계; 상기 컬러 영상에 대응하는 특징을 추출하는 단계; 적어도 하나의 제2 깊이 해상도에 대응하는 적어도 하나의 디코더를 이용하여 상기 특징을 디코딩함으로써, 제2 깊이 해상도 별 특징을 생성하는 단계; 상기 깊이 해상도 별 특징을 점진적으로 보정함으로써, 깊이 해상도 별 확률 분포를 추정하는 단계; 및 상기 깊이 해상도 별 확률 분포 중 최종적으로 추정되는 확률 분포에 기초하여, 상기 입력 영상에 대응하는 타겟 깊이 영상을 생성하는 단계를 포함한다. According to an embodiment, a method of generating a depth image includes: receiving a depth image; receiving a color image; generating a probability distribution of a first depth resolution by discretizing the depth image; extracting a feature corresponding to the color image; generating a feature for each second depth resolution by decoding the feature using at least one decoder corresponding to at least one second depth resolution; estimating a probability distribution for each depth resolution by gradually correcting the feature for each depth resolution; and generating a target depth image corresponding to the input image based on a finally estimated probability distribution among the probability distributions for each depth resolution.
일 실시예에 따르면, 깊이 영상을 생성하는 장치는 입력 영상을 수신하는 통신 인터페이스; 및 상기 입력 영상에 대응하는 특징을 추출하고, 서로 다른 깊이 해상도들에 대응하는 디코더들을 이용하여 상기 특징을 디코딩 함으로써, 깊이 해상도 별 특징을 생성하고, 상기 깊이 해상도 별 특징을 점진적으로 보정함으로써, 깊이 해상도 별 확률 분포를 추정하며, 상기 깊이 해상도 별 확률 분포 중 최종적으로 추정되는 확률 분포에 기초하여, 상기 입력 영상에 대응하는 타겟 깊이 영상을 생성하는 프로세서를 포함한다. According to an embodiment, an apparatus for generating a depth image includes a communication interface for receiving an input image; and extracting a feature corresponding to the input image, decoding the feature using decoders corresponding to different depth resolutions, generating a feature for each depth resolution, and gradually correcting the feature for each depth resolution. and a processor estimating a probability distribution for each resolution and generating a target depth image corresponding to the input image based on a finally estimated probability distribution among the probability distributions for each depth resolution.
상기 프로세서는 상기 깊이 해상도들 중 제1 깊이 해상도에 대응하는 제1 디코더를 이용하여, 상기 제1 깊이 해상도의 특징을 생성하고, 상기 깊이 해상도들 중 제2 깊이 해상도에 대응하는 제2 디코더를 이용하여, 상기 제2 깊이 해상도의 잔차 특징을 생성할 수 있다. The processor generates the feature of the first depth resolution by using a first decoder corresponding to a first depth resolution among the depth resolutions, and uses a second decoder corresponding to a second depth resolution among the depth resolutions. Thus, a residual feature of the second depth resolution may be generated.
상기 프로세서는 상기 깊이 해상도들 중 제3 깊이 해상도에 대응하는 제3 디코더를 이용하여, 상기 제3 깊이 해상도의 잔차 특징을 생성할 수 있다. The processor may generate a residual feature of the third depth resolution by using a third decoder corresponding to the third depth resolution among the depth resolutions.
상기 프로세서는 균일하게 설정된 깊이 간격으로 상기 특징을 디코딩 함으로써 상기 깊이 해상도 별 특징을 생성하거나, 또는 간격 증가 이산화(SID) 기법에 기초하여 상이하게 설정된 깊이 간격에 의해 상기 특징을 디코딩 함으로써 상기 깊이 해상도 별 특징을 생성할 수 있다. The processor generates the feature for each depth resolution by decoding the feature at a uniformly set depth interval, or by decoding the feature by a depth interval set differently based on an increased spacing discretization (SID) technique. You can create features.
상기 프로세서는 상기 깊이 해상도들 중 제1 깊이 해상도의 특징에 기초하여, 상기 제1 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 제1 확률 분포를 추정하고, 상기 제1 확률 분포 및 상기 깊이 해상도들 중 제2 깊이 해상도의 잔차 특징에 기초하여, 제2 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 제2 확률 분포를 추정할 수 있다. The processor estimates a first probability distribution corresponding to depth ranges of the first depth resolution based on a characteristic of a first depth resolution among the depth resolutions, and estimates a first probability distribution of the first probability distribution and the depth resolutions. A second probability distribution corresponding to depth ranges of the second depth resolution may be estimated based on the residual feature of the second depth resolution.
상기 프로세서는 상기 제2 깊이 해상도의 잔차 특징에 의해 상기 제1 확률 분포를 보정함으로써 상기 제2 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 상기 제2 확률 분포를 추정할 수 있다. The processor may estimate the second probability distribution corresponding to the depth ranges of the second depth resolution by correcting the first probability distribution by the residual feature of the second depth resolution.
상기 프로세서는 상기 제1 확률 분포를 업-스케일링하고, 상기 제2 깊이 해상도의 잔차 특징에 의해 상기 업-스케일링된 제1 확률 분포를 보정함으로써 상기 제2 확률 분포를 추정할 수 있다. The processor may estimate the second probability distribution by up-scaling the first probability distribution and correcting the up-scaled first probability distribution by a residual feature of the second depth resolution.
상기 프로세서는 상기 제2 확률 분포 및 상기 깊이 해상도들 중 제3 깊이 해상도의 잔차 특징에 기초하여, 제3 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 제3 확률 분포를 추정할 수 있다. The processor may estimate a third probability distribution corresponding to depth ranges of a third depth resolution based on the second probability distribution and a residual feature of a third depth resolution among the depth resolutions.
상기 프로세서는 상기 제3 깊이 해상도의 잔차 특징에 의해 상기 제2 확률 분포를 보정함으로써 상기 제3 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 상기 제3 확률 분포를 추정할 수 있다. The processor may estimate the third probability distribution corresponding to the depth ranges of the third depth resolution by correcting the second probability distribution by the residual feature of the third depth resolution.
상기 프로세서는 상기 제2 확률 분포를 업-스케일링하고, 상기 제3 깊이 해상도의 잔차 특징에 의해 상기 업-스케일링된 제2 확률 분포를 보정함으로써 상기 제3 확률 분포를 추정할 수 있다. The processor may estimate the third probability distribution by up-scaling the second probability distribution and correcting the up-scaled second probability distribution by a residual feature of the third depth resolution.
상기 프로세서는 상기 최종적으로 추정되는 확률 분포를 상기 타겟 깊이 영상으로 변환할 수 있다. The processor may convert the finally estimated probability distribution into the target depth image.
상기 프로세서는 상기 최종적으로 추정되는 확률 분포의 기대 값을 산출하고, 상기 최종적으로 추정되는 확률 분포에 기초하여, 상기 기대 값의 보정 값을 추정하며, 상기 기대 값 및 상기 보정 값에 기초하여, 타겟 깊이 영상을 생성할 수 있다. The processor calculates an expected value of the finally estimated probability distribution, estimates a correction value of the expected value based on the finally estimated probability distribution, and based on the expected value and the correction value, a target You can create a depth image.
상기 깊이 해상도들은 제1 깊이 해상도, 제2 깊이 해상도, 및 제3 깊이 해상도 중 적어도 둘을 포함하고, 상기 제1 깊이 해상도는 상기 제2 깊이 해상도에 비해 성긴 값을 가지고, 상기 제2 깊이 해상도는 상기 제1 깊이 해상도에 비해 조밀한 값을 가지며, 상기 제3 깊이 해상도는 상기 제2 깊이 해상도에 비해 조밀한 값을 가질 수 있다. the depth resolutions include at least two of a first depth resolution, a second depth resolution, and a third depth resolution, wherein the first depth resolution has a sparse value compared to the second depth resolution, wherein the second depth resolution is It may have a denser value than the first depth resolution, and the third depth resolution may have a denser value than the second depth resolution.
상기 프로세서는 상기 입력 영상에 포함된 픽셀들의 깊이 값들의 깊이 범위를 이산화하여 복수 개의 구간들로 분할할 수 있다. The processor may discretize a depth range of depth values of pixels included in the input image and divide it into a plurality of sections.
상기 통신 인터페이스는 상기 타겟 깊이 영상을 출력할 수 있다. The communication interface may output the target depth image.
상기 입력 영상은 단일 컬러 영상, 적외선 영상, 및 깊이 영상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The input image may include at least one of a single color image, an infrared image, and a depth image.
상기 깊이 영상을 생성하는 장치는 스마트 폰(Smartphone), 스마트 TV(Smart-TV), 태블릿(Tablet), 헤드-업 디스프레이(HUD), 3D 디지털 정보 디스플레이(Digital Information Display, DID), 3D 모바일 기기, 및 스마트 차량(Smart Automobile) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.A device for generating the depth image is a smart phone, a smart TV, a tablet, a head-up display (HUD), a 3D digital information display (DID), a 3D mobile device , and a smart vehicle (Smart Automobile) may include at least one.
도 1은 일 실시예에 따른 깊이 영상을 생성하는 방법을 나타낸 흐름도.
도 2는 일 실시예에 따른 깊이 영상을 생성하는 장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면.
도 3은 일 실시예에 따른 깊이 영상의 생성을 위해 픽셀 값을 깊이 범위들의 클래스 레이블로 치환하는 개념을 설명하기 위한 도면.
도 4는 일 실시예에 따른 깊이 해상도 별 특징을 점진적으로 보정하는 개념을 설명하기 위한 도면.
도 5는 일 실시예에 따른 깊이 해상도 별 특징을 생성하는 방법을 나타낸 흐름도.
도 6은 일 실시예에 따른 깊이 해상도 별 확률 분포를 추정하는 방법을 나타낸 흐름도.
도 7은 일 실시예에 따른 깊이 영상을 생성하는 장치의 학습 과정을 설명하기 위한 도면.
도 8은 다른 실시예에 따른 깊이 영상을 생성하는 장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면.
도 9는 다른 실시예에 따른 깊이 영상을 생성하는 방법을 나타낸 흐름도.
도 10은 다른 실시예에 따른 깊이 영상을 생성하는 장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면.
도 11은 일 실시예에 따른 깊이 영상을 생성하는 장치의 블록도.1 is a flowchart illustrating a method of generating a depth image according to an exemplary embodiment;
FIG. 2 is a diagram for describing a configuration and operation of an apparatus for generating a depth image according to an exemplary embodiment;
FIG. 3 is a diagram for explaining a concept of substituting a pixel value with class labels of depth ranges to generate a depth image according to an exemplary embodiment;
4 is a diagram for explaining a concept of gradually correcting a feature for each depth resolution according to an exemplary embodiment;
5 is a flowchart illustrating a method of generating a feature for each depth resolution according to an embodiment.
6 is a flowchart illustrating a method of estimating a probability distribution for each depth resolution according to an embodiment;
7 is a diagram for describing a learning process of an apparatus for generating a depth image according to an exemplary embodiment;
8 is a diagram for describing a configuration and operation of an apparatus for generating a depth image according to another exemplary embodiment;
9 is a flowchart illustrating a method of generating a depth image according to another exemplary embodiment;
10 is a view for explaining a configuration and operation of an apparatus for generating a depth image according to another embodiment;
11 is a block diagram of an apparatus for generating a depth image according to an exemplary embodiment;
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들을 상세하게 설명한다. 그러나, 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있어서 특허출원의 권리 범위가 이러한 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 실시예들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물이 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, since various changes may be made to the embodiments, the scope of the patent application is not limited or limited by these embodiments. It should be understood that all modifications, equivalents and substitutes for the embodiments are included in the scope of the rights.
실시예에서 사용한 용어는 단지 설명을 목적으로 사용된 것으로, 한정하려는 의도로 해석되어서는 안된다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the examples are used for description purposes only, and should not be construed as limiting. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present specification, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the embodiment belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning unless explicitly defined in the present application. does not
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components are given the same reference numerals regardless of the reference numerals, and the overlapping description thereof will be omitted. In the description of the embodiment, if it is determined that a detailed description of a related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.
또한, 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. In addition, in describing the components of the embodiment, terms such as first, second, A, B, (a), (b), etc. may be used. These terms are only for distinguishing the components from other components, and the essence, order, or order of the components are not limited by the terms. When it is described that a component is “connected”, “coupled” or “connected” to another component, the component may be directly connected or connected to the other component, but another component is between each component. It will be understood that may also be "connected", "coupled" or "connected".
어느 하나의 실시 예에 포함된 구성요소와, 공통적인 기능을 포함하는 구성요소는, 다른 실시 예에서 동일한 명칭을 사용하여 설명하기로 한다. 반대되는 기재가 없는 이상, 어느 하나의 실시 예에 기재한 설명은 다른 실시 예에도 적용될 수 있으며, 중복되는 범위에서 구체적인 설명은 생략하기로 한다.. Components included in one embodiment and components having a common function will be described using the same names in other embodiments. Unless otherwise stated, descriptions described in one embodiment may be applied to other embodiments as well, and detailed descriptions within the overlapping range will be omitted.
도 1은 일 실시예에 따른 깊이 영상을 생성하는 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 2는 일 실시예에 따른 깊이 영상을 생성하는 장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 1 및 도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 깊이 영상을 생성하는 장치(이하, '생성 장치')(200)는 아래의 단계(110) 내지 단계(150)를 통해 입력 영상(205)에 대응하는 타겟 깊이 영상(250)을 생성할 수 있다. 일 실시예에 따른 생성 장치(200)는 예를 들어, 한 개의 인코더(encoder)와 세 개의 디코더(decoder)들을 포함하는 인코더-디코더 신경망으로 구성될 수 있다. 이하, 보다 구체적인 설명을 위해, 한 개의 인코더와 세 개의 디코더들을 포함하는 심층 신경망으로 구성된 생성 장치(200)의 동작에 대하여 설명하지만, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 생성 장치(200)는 예를 들어, 한 개의 인코더(encoder)와 두 개의 디코더(decoder)들을 포함하는 인코더-디코더 신경망으로 구성될 수도 있다.1 is a flowchart illustrating a method of generating a depth image according to an embodiment, and FIG. 2 is a diagram for explaining a configuration and operation of an apparatus for generating a depth image according to an embodiment. Referring to FIGS. 1 and 2 , an apparatus for generating a depth image (hereinafter, 'generating apparatus') 200 according to an embodiment includes an
단계(110)에서, 생성 장치(200)는 입력 영상(205)을 수신한다. 입력 영상(205)은 예를 들어, RGB 컬러 정보를 포함하는 단일 컬러 영상, 적외선 영상, 및 깊이 영상 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 단일 컬러 영상은 '단일 RGB 영상'이라고도 부를 수 있다. 단일 컬러 영상은 예를 들어, CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 영상 센서, CCD(Charge-Coupled Device) 영상 센서 또는 스테레오 카메라 등과 같은 영상 센서를 통해 감지된 것일 수 있다. 적외선 영상은 적외선 센서에 의해 감지된 영상일 수 있다. 여기서, 각각의 센서에 의해 센싱된 단일 컬러 영상, 적외선 영상 및/또는 깊이 영상은 동일한 장면을 센싱한 영상들로서 서로 대응할 수 있다.In
단계(110)에서, 생성 장치(200)는 예를 들어, 입력 영상(205)에 포함된 픽셀들의 깊이 값들의 깊이 범위를 이산화(discretization)하여 복수 개의 구간들로 분할할 수 있다. 생성 장치(200)가 깊이 값들의 깊이 범위를 이산화하여 복수 개의 구간들로 분할하는 과정은 아래의 도 3을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.In
단계(120)에서, 생성 장치(200)는 입력 영상(205)에 대응하는 특징을 추출한다. 생성 장치(200)는 예를 들어, 영상 인식 작업을 위해 사전 훈련된 SENet 과 같은 인코더(encoder)(210)에 의한 인코딩(encoding)을 통해 입력 영상(205)에 대응하는 특징들을 추출할 수 있다. 인코더(210)는 예를 들어, 입력 영상(205)의 크기의 1/32, 1/16, 1/8 및 1/4 배의 서로 다른 공간 크기들(spatial sizes)을 갖는 4 가지 특징들을 추출할 수 있다. 추출한 4가지 특징들은 예를 들어, 상향 투영 프로세스(up-projection processes)를 통해 하나로 통합될 수 있다. In
단계(130)에서, 생성 장치(200)는 서로 다른 깊이 해상도들에 대응하는 디코더들(220, 230, 240)을 이용하여 단계(120)에서 추출한 특징을 디코딩(decoding) 함으로써, 깊이 해상도 별 특징을 생성한다. 여기서, 서로 다른 깊이 해상도들은 예를 들어, 제1 깊이 해상도, 제2 깊이 해상도, 및 제3 깊이 해상도 중 적어도 둘을 포함할 수 있으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 깊이 해상도들은 제4 깊이 해상도, 및 제5 깊이 해상도 등과 같이 더 많은 레벨들의 값들을 포함할 수 있다. 본 명세서에서, '레벨(level)'은 '해상도(resolution)' 또는 '스케일'과 서로 대체되어 사용될 수 있다. In
예를 들어, 제1 깊이 해상도는 제2 깊이 해상도에 비해 성긴 값(coarse value)를 가질 수 있다. 또한, 제2 깊이 해상도는 제1 깊이 해상도에 비해 조밀한 값(fine value)을 가질 수 있다. 제3 깊이 해상도는 제2 깊이 해상도에 비해 조밀한 값을 가질 수 있다. 다시 말해, 깊이 해상도들은 제1 깊이 해상도, 제2 깊이 해상도, 및 제3 깊이 해상도의 순서로 성긴 값에서부터 조밀한 값으로 변화할 수 있다.For example, the first depth resolution may have a coarse value compared to the second depth resolution. Also, the second depth resolution may have a finer value than that of the first depth resolution. The third depth resolution may have a denser value than the second depth resolution. In other words, the depth resolutions may vary from a coarse value to a dense value in the order of the first depth resolution, the second depth resolution, and the third depth resolution.
생성 장치(200)는 예를 들어, 미리 학습된 분류기들(classifiers) 또는 디코더들(220, 230, 240)에 의해 단계(120)에서 추출한 특징을 디코딩 함으로써, 깊이 해상도 별 특징을 생성할 수 있다. 이때, 단계(120)에서 추출한 특징은 모두 동일하게 디코더들(220, 230, 240)에 입력될 수 있다. 디코더들(220, 230, 240)은 예를 들어, 서로 다른 레벨들의 양자화(quantization)를 통해 특징을 단계적으로 다른 서로 다른 깊이 해상도들로 디코딩할 수 있다.The generating
생성 장치(200)는 예를 들어, 깊이 해상도들 중 제1 깊이 해상도에 대응하는 제1 디코더(220)를 이용하여 제1 깊이 해상도의 특징을 생성할 수 있다. 생성 장치(200)는 깊이 해상도들 중 제2 깊이 해상도에 대응하는 제2 디코더(230)를 이용하여, 제2 깊이 해상도의 잔차 특징(residual feature)을 생성할 수 있다. 생성 장치(200)는 깊이 해상도들 중 제3 깊이 해상도에 대응하는 제3 디코더(240)를 이용하여, 제3 깊이 해상도의 잔차 특징을 생성할 수 있다. The generating
생성 장치(200)는 예를 들어, 균일(uniform)하게 설정된 깊이 간격으로 특징을 디코딩 함으로써 깊이 해상도 별 특징을 생성할 수 있다. 또는 생성 장치(200)는 예를 들어, 상이하게 설정된 깊이 간격에 의해 특징을 디코딩 함으로써 깊이 해상도 별 특징을 생성할 수 있다. 생성 장치(200)는 예를 들어, 부분적으로 볼록한 함수, 또는 로그 함수(log function) 등과 같이 다양한 간격 증가 이산화(spacing-increasing discretization; SID) 기법에 기초하여 상이하게 설정된 깊이 간격에 의해 특징을 디코딩함으로써 깊이 해상도 별 특징을 생성할 수 있다. The generating
생성 장치(200)가 깊이 해상도 별 특징을 생성하는 과정은 아래의 도 5를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. A process in which the
단계(140)에서, 생성 장치(200)는 깊이 해상도 별 특징을 점진적으로 보정(progressively refine)함으로써, 깊이 해상도 별 확률 분포를 추정한다. 일 실시예에서 생성 장치(200)가 깊이 해상도 별 특징을 '점진적으로 보정'한다는 개념은 아래의 도 4를 참조하여 보다 구체적으로 설명한다.In
단계(140)에서, 생성 장치(200)는 예를 들어, 제1 디코더(220)에서 생성된 제1 깊이 해상도의 특징에 기초하여, 제1 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 제1 확률 분포(P1)(225)를 추정할 수 있다. 생성 장치(200)는 제2 디코더(230)에 의해 생성된 제2 깊이 해상도의 잔차 특징에 의해 제1 확률 분포(P1)(225)를 보정(227)함으로써 제2 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 제2 확률 분포(P2)(235)를 추정할 수 있다. 제2 디코더(230)는 예를 들어, 단계(120)에서 추출한 특징에 기초하여 제2 깊이 해상도의 잔차 특징을 출력하도록 학습된 것일 수 있다. 제2 깊이 해상도의 잔차 특징은 예를 들어, 중간 해상도의 깊이 정보를 포함할 수 있다. In
생성 장치(200)는 제3 디코더(240)에 의해 생성된 제3 깊이 해상도의 잔차 특징에 의해 제2 확률 분포(P2)(235)를 보정(237)함으로써 제3 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 제3 확률 분포(P3)(245)를 추정할 수 있다. 제3 디코더(240)는 예를 들어, 단계(120)에서 추출한 특징에 기초하여 제3 깊이 해상도의 잔차 특징을 출력하도록 학습된 것일 수 있다. 제3 깊이 해상도의 잔차 특징은 예를 들어, 고해상도의 깊이 정보를 포함할 수 있으며, 상대적으로 객체의 에지 성분을 잘 나타내는 특징에 해당할 수 있다. 생성 장치(200)는 이전 단계의 낮은 깊이 해상도에서 추정하지 못한 깊이 정보의 잔차(residual) 성분을 현재 단계에서 처리하도록 가이드 함으로써, 각 단계에서는 담당하는 깊이 해상도에 대응하는 깊이 정보가 분리되어 독립적으로 추정되도록 할 수 있다. The generating device 200 corrects 237 the second probability distribution (P 2 ) 235 by the residual feature of the third depth resolution generated by the
일 실시예에서 보정(227, 237)은 업 샘플링 동작 및 이전 단계의 확률 분포와의 통합 동작을 모두 포함할 수 있다. 생성 장치(200)가 깊이 해상도 별 확률 분포를 추정하는 방법은 아래의 도 6을 참조하여 보다 구체적으로 설명한다. In one embodiment, the
단계(150)에서, 생성 장치(200)는 깊이 해상도 별 확률 분포 중 최종적으로 추정되는 확률 분포(예를 들어, 제3 확률 분포(P3)(245))에 기초하여, 입력 영상(205)에 대응하는 타겟 깊이 영상(250)을 생성한다. 이때, 생성 장치(200)는 최종적으로 추정되는 확률 분포를 변환(conversion)할 수 있다. 생성 장치(200)는 최종적으로 추정되는 이산적인 확률 분포인 제3 확률 분포(P3)(245)를 연속적인 값으로 변환함으로써 타겟 깊이 영상(250)을 생성할 수 있다. In
단계(150)에서, 생성 장치(200)는 최종적으로 추정되는 확률 분포의 기대 값(expectation value)을 산출할 수 있다. 확률 분포의 기대 값은 확률 분포의 가중 평균(weighted mean)에 해당할 수 있다. 생성 장치(200)는 최종적으로 추정되는 확률 분포에 기초하여, 기대 값의 보정 값을 추정할 수 있다. 생성 장치(200)는 예를 들어, 컨볼루션 신경망(Convolution Neural Network; CNN)에 의해 기대 값의 보정 값을 추정할 수 있으며, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 생성 장치(200)는 기대 값 및 보정 값에 기초하여, 타겟 깊이 영상(250)을 생성할 수 있다. In
생성 장치(200)는 단계(150)에서 생성한 타겟 깊이 영상(250)을 출력할 수 있다. 생성 장치(200)는 타겟 깊이 영상(250)을 예를 들어, 디스플레이 등과 같이 출력 장치를 통해 내제적으로(implicitly) 출력할 수도 있고, 또는 통신 인터페이스를 통해 생성 장치(200)의 외부로 외재적으로(explicitly) 출력할 수도 있다.The generating
일 실시예에 따른 생성 장치(200)는 깊이 해상도 별 세분화를 통해 깊이 정보를 점진적으로 세밀화(refinement)해 나가는 구조를 통해 최종적으로 타겟 깊이 영상(250)을 생성할 수 있다. 생성 장치(200)는 입력 영상(205)의 깊이 해상도 또는 스케일을 다양하게 구성하고, 각 깊이 해상도로부터 각기 다른 깊이 정보를 획득할 수 있다. 생성 장치(200)는 획득한 서로 다른 깊이 정보를 결합하는 것에 의해 최종적인 타겟 깊이 영상(250)을 생성할 수 있다. 이를 통해 생성 장치(200)는 별도의 깊이 센서나 별도의 깊이 영상을 이용하지 않고도 컬러 영상이나 적외선 영상으로부터 고품질의 깊이 영상을 생성할 수 있다. The generating
생성 장치(200)는 전술한 방법에 의해 단일 RGB 영상 또는 적외선 영상에 대응하는 깊이 영상을 대량으로 생성하여 지도 학습(supervised learning)에 활용할 수 있다. 생성 장치(200)는 입력 영상(205)에 대응하여 생성된 타겟 깊이 영상(250)에 의해, 예를 들어, 입력 영상(205)에 포함된 3차원 객체, 또는 3차원 얼굴을 인식하거나, 사진의 아웃 포커싱(Out-focusing), 및/또는 디지털 각도자(Digital Ruler) 등의 기능을 수행할 수 있다. The generating
깊이 영상의 활용도를 높이기 위해서는 고해상도(또는 고품질)의 깊이 영상을 이용하는 것이 중요하다. 깊이 영상을 이용하여 바람직한 결과를 얻기 위해서는, 깊이 특징(예, 객체의 에지(edge)에 대한 깊이 특징)이 잘 나타난 깊이 영상을 획득하는 것이 중요하다. 생성 장치(200)는 본 명세서를 통해 설명되는 멀티 스케일 기반의 깊이 영상을 생성하는 방법을 통해 깊이 정보를 보다 세밀하고 정확하게 추정함으로써 고해상도 및 고품질의 깊이 영상을 생성할 수 있다. In order to increase the utility of the depth image, it is important to use a high-resolution (or high-quality) depth image. In order to obtain a desirable result using a depth image, it is important to obtain a depth image in which a depth feature (eg, a depth feature for an edge of an object) is well represented. The generating
실시예에 따라서, 생성 장치(200)는 상대적으로 저해상도(또는 저품질)의 깊이 영상으로부터 고해상도(또는 고품질)의 깊이 영상을 생성할 수 있다. 생성 장치(200)가 저해상도의 깊이 영상으로부터 고해상도의 깊이 영상을 생성하는 방법은 아래의 도 9 내지 도 10을 참조하여 구체적으로 설명한다.According to an embodiment, the generating
도 3은 일 실시예에 따라 깊이 영상의 생성을 위해 픽셀 값을 깊이 범위들의 클래스 레이블로 치환하는 개념을 설명하기 위한 도면이다. 도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 입력 영상에 대응하는 깊이 영상(310) 및 깊이 영상(310)에 대응하는 깊이 범위들의 클래스 레이블이 부여된 영상(330)이 도시된다. FIG. 3 is a diagram for explaining a concept of substituting a pixel value with class labels of depth ranges to generate a depth image, according to an exemplary embodiment. Referring to FIG. 3 , a
일 실시예에 따른 생성 장치는 예를 들어, 단일 RGB 영상이 주어진 경우, 멀티-스케일(multi-scale)의 분류(classification)을 기반으로 깊이 영상(310)을 생성할 수 있다. For example, when a single RGB image is given, the generating apparatus according to an embodiment may generate the
생성 장치는 단일 RGB 영상에 대응하는 깊이 영상(310)을 이산화하여 깊이 영상을 생성(또는 추정)하는 태스크(task)를 영상(330)과 같이 각 픽셀의 클래스를 추정하는 태스크로 치환할 수 있다. The generating apparatus may replace the task of generating (or estimating) the depth image by discretizing the
생성 장치는 단일 RGB 영상에 대하여 픽셀 단위로 깊이 값을 추정하여 깊이 영상(310)을 생성할 수 있다. 이때, 생성 장치는 깊이 값들에 대한 양자화(quantization)를 통해 깊이 값의 범위를 셀 수 있는 N개(예를 들어, 16개)의 구간들로 나눔으로써 깊이 영상을 생성하는 문제를 깊이 값의 범위를 분류하는 문제로 전환할 수 있다. 여기서, '깊이 값의 범위들의 구간들'은 '클래스들(classes)'에 해당하고, 구간들의 개수 N은 스케일 또는 깊이 해상도가 높아질수록 크게 설정될 수 있다. 다시 말해, 레벨 또는 깊이 해상도가 높아질수록 좀 더 조밀한 추정이 가능하므로 최종 레벨 또는 최종 깊이 해상도에서 조밀한 값을 가진 타겟 깊이 영상이 생성될 수 있다. The generating apparatus may generate the
예를 들어, 깊이 영상(310)에서 소파에 해당하는 어느 한 픽셀의 깊이 값이 4.532이고, 해당 깊이 값이 16개의 구간들 중 10번째 구간에 해당한다고 하자. 생성 장치는 깊이 영상(310)에 대한 이산화를 통해 영상(330)과 같이 소파에 해당하는 해당 픽셀들의 클래스에 레이블(예를 들어, 10)을 부여할 수 있다. 생성 장치는 다중 레벨 또는 깊이 해상도 별로 양자화를 수행하여 깊이 해상도 별 확률 분포에 대한 점진적인 보정이 가능하도록 할 수 있다. For example, it is assumed that a depth value of one pixel corresponding to a sofa in the
도 4는 일 실시예에 따른 깊이 해상도 별 특징을 점진적으로 보정하는 개념을 설명하기 위한 도면이다. 도 4의 (a)를 참조하면, 깊이 값들에 대한 점진적인 보정을 통해 깊이 값의 범위, 다시 말해 클래스의 레이블이 예를 들어, 4개, 8개, 및 16개로 점진적으로 증가된 깊이 영상들(410, 420, 430)이 도시된다. 또한, 도 4의 (b)를 참조하면, 도 4의 (a)의 깊이 영상(410)에 포함된 각 픽셀들(예를 들어, 픽셀 A와 픽셀 B)의 확률 분포에 대한 클래스를 레이블링한 결과가 도시된다. 4 is a diagram for explaining a concept of gradually correcting a feature for each depth resolution according to an exemplary embodiment. Referring to (a) of FIG. 4 , depth images in which the range of the depth value, that is, the label of the class, is gradually increased to, for example, 4, 8, and 16 through gradual correction of the depth values ( 410, 420, 430 are shown. In addition, referring to FIG. 4 (b), the class for the probability distribution of each pixel (eg, pixel A and pixel B) included in the
생성 장치는 Coarse-to-Fine 방식으로 단계적으로 깊이 해상도 별 확률 분포를 세밀하게 정제해가며 깊이 범위들(다시 말해, 깊이 해상도의 클래스 레이블들)의 개수들을 4개, 8개, 16개로 증가시킬 수 있다. The generation device can increase the number of depth ranges (that is, class labels of depth resolution) to 4, 8, and 16 by finely refining the probability distribution for each depth resolution step by step in a coarse-to-fine method. can
예를 들어, 생성 장치는 깊이 영상(410)에서 4개의 클래스 레이블들에 대응하는 제1 확률 분포를 업 스케일링한 후, 깊이 영상(420)과 같이 8개의 클래스 레이블들에 대응하는 제2 확률 분포로 보정할 수 있다. 또한, 생성 장치는 예를 들어, 깊이 영상(420)과 같이 8개의 클래스 레이블에 대응하는 제2 확률 분포를 업-스케일링한 후, 깊이 영상(430)과 같이 16개의 클래스 레이블에 대응하는 제3 확률 분포로 보정할 수 있다. For example, the generating apparatus upscales the first probability distribution corresponding to the four class labels in the
이때, 깊이 영상(410)에 포함된 픽셀 A와 픽셀 B 은 둘 다 클래스 레이블 3에 속할 수 있으나, 각 픽셀이 클래스 레이블 3에 속할 확률은 서로 다를 수 있다. 픽셀 A가 클래스 레이블 3에 속할 확률은 0.41이고, 픽셀 B가 클래스 레이블 3에 속할 확률은 0.6일 수 있다. 생성 장치는 이와 같이 이전 단계의 정보(각 픽셀에 대한 확률 분포)를 전부 현재 단계로 가져옴으로써 이전 단계에서 현재 단계로의 에러 전파를 줄일 수 있다. 생성 장치는 최종 레벨(예를 들어, 16개의 클래스 레이블)에 대응하는 확률 분포로부터 타겟 깊이 영상을 예측할 수 있다. In this case, both the pixel A and the pixel B included in the
도 5는 일 실시예에 따른 깊이 해상도 별 특징을 생성하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 5를 참조하면, 일 실시예에 따른 생성 장치는 단계(510) 및 단계(520)를 수행함으로써 깊이 해상도 별 특징을 생성할 수 있다. 5 is a flowchart illustrating a method of generating a feature for each depth resolution according to an embodiment. Referring to FIG. 5 , the generating apparatus according to an embodiment may generate features for each depth resolution by performing
단계(510)에서, 생성 장치는 깊이 해상도들 중 제1 깊이 해상도에 대응하는 제1 디코더를 이용하여, 제1 깊이 해상도의 특징을 생성한다.In
단계(520)에서, 생성 장치는 깊이 해상도들 중 제2 깊이 해상도에 대응하는 제2 디코더를 이용하여, 제2 깊이 해상도의 잔차 특징(residual feature)을 생성한다. 잔차 특징은 '잔차 확률 특징(residual probabilistic features)'이라고도 부를 수 있다. In
실시예에 따라서, 생성 장치는 깊이 해상도들 중 제3 깊이 해상도에 대응하는 제3 디코더를 이용하여, 제3 깊이 해상도의 잔차 특징을 생성할 수도 있다. According to an embodiment, the generating apparatus may generate a residual feature of the third depth resolution by using a third decoder corresponding to the third depth resolution among the depth resolutions.
도 6은 일 실시예에 따른 깊이 해상도 별 확률 분포를 추정하는 방법을 나타낸 흐름도이다. 도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 생성 장치는 단계(610) 및 단계(620)를 수행함으로써 깊이 해상도 별 확률 분포를 추정할 수 있다. 6 is a flowchart illustrating a method of estimating a probability distribution for each depth resolution according to an embodiment. Referring to FIG. 6 , the generating apparatus according to an embodiment may estimate a probability distribution for each depth resolution by performing
단계(610)에서, 생성 장치는 깊이 해상도들 중 제1 깊이 해상도의 특징에 기초하여, 제1 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 제1 확률 분포를 추정할 수 있다. In
단계(620)에서, 생성 장치는 제1 확률 분포 및 깊이 해상도들 중 제2 깊이 해상도의 잔차 특징에 기초하여, 제2 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 제2 확률 분포를 추정할 수 있다. 생성 장치는 예를 들어, 제2 깊이 해상도의 잔차 특징에 의해 제1 확률 분포를 보정함으로써 제2 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 제2 확률 분포를 추정할 수 있다. In
단계(620)에서, 생성 장치는 예를 들어, 이중 선형 보간법(Bilinear Interpolation)에 의해 제1 확률 분포를 업-스케일링(up-scaling)할 수 있으며, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 생성 장치는 제2 깊이 해상도의 잔차 특징에 의해 업-스케일링된 제1 확률 분포를 보정함으로써 제2 확률 분포를 추정할 수 있다. 여기서, 제2 깊이 해상도의 잔차 특징에 의해 업-스케일링된 제1 확률 분포를 '보정'한다는 것은 제2 깊이 해상도의 잔차 특징과 업-스케일링된 제1 확률 분포를 결합 또는 합산한다는 의미로 이해될 수 있다. 여기서, 결합은 서로 대응되는 픽셀 위치의 깊이 값들 간의 합산(summation) 또는 가중합(weighted sum)에 해당할 수 있다.In
실시예에 따라서, 생성 장치는 제2 확률 분포 및 깊이 해상도들 중 제3 깊이 해상도의 잔차 특징에 기초하여, 제3 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 제3 확률 분포를 추정할 수 있다. 생성 장치는 제3 깊이 해상도의 잔차 특징에 의해 제2 확률 분포를 보정함으로써 제3 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 제3 확률 분포를 추정할 수 있다. 생성 장치는 예를 들어, 이중 선형 보간법에 의해 제2 확률 분포를 업-스케일링할 수 있으며, 반드시 이에 한정되지는 않는다. 생성 장치는 제3 깊이 해상도의 잔차 특징에 의해 업-스케일링된 제2 확률 분포를 보정함으로써 제3 확률 분포를 추정할 수 있다. According to an embodiment, the generating apparatus may estimate a third probability distribution corresponding to depth ranges of the third depth resolution based on a residual feature of the third depth resolution among the second probability distribution and the depth resolutions. The generating apparatus may estimate the third probability distribution corresponding to the depth ranges of the third depth resolution by correcting the second probability distribution by the residual feature of the third depth resolution. The generating device may up-scale the second probability distribution by, for example, but not limited to, bilinear interpolation. The generating apparatus may estimate the third probability distribution by correcting the second probability distribution up-scaled by the residual feature of the third depth resolution.
일 실시예에 따른 생성 장치는 예를 들어, 임펄스 함수(impulse function)와 같은 확률 분포로 픽셀 별 깊이 값을 추정하고, 확률 분포 자체(예를 들어, 잔차 특징)를 다음 레벨의 깊이 해상도로 전달할 수 있다. 생성 장치는 이전 레벨의 확률 분포를 입력으로 받아 다음 레벨의 깊이 해상도에 이를 더하거나, 또는 빼는 방식으로 주어진 확률 분포를 수정 보완할 수 있다. 이때, 확률 분포의 구성 요소(element)의 개수는 단계가 진행될수록 커질 수 있다. The generating apparatus according to an embodiment estimates a depth value for each pixel using a probability distribution such as, for example, an impulse function, and transmits the probability distribution itself (eg, a residual feature) to the next level of depth resolution. can The generating device may receive the probability distribution of the previous level as an input and correct or supplement the given probability distribution by adding or subtracting it to the depth resolution of the next level. In this case, the number of elements of the probability distribution may increase as the steps progress.
도 7은 일 실시예에 따른 깊이 영상을 생성하는 장치의 학습 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 7의 상단을 참조하면, 레벨 별로 추정된 깊이 영상들이 도시되고, 도 7의 하단을 참조하면, 레벨 별로 추정된 깊이 영상들에 대응하는 정답(ground truth) 깊이 영상들이 도시된다. 7 is a diagram for describing a learning process of an apparatus for generating a depth image according to an exemplary embodiment. Referring to the upper part of FIG. 7 , depth images estimated for each level are shown, and referring to the lower part of FIG. 7 , ground truth depth images corresponding to the depth images estimated for each level are shown.
일 실시예에 따른 생성 장치는 예를 들어, 인코더-디코더들로 구성된 심층 신경망을 통해 각 레벨 별 또는 깊이 해상도 별로 확률 분포 도메인에서의 보정을 통해 각 레벨에 대응하는 깊이 값 및 깊이 값의 확률 분포를 추정할 수 있다. 생성 장치는 각 레벨에서 추정한 픽셀들의 깊이 값과 동일 레벨의 정답 깊이 영상에서 동일 픽셀들의 깊이 값 간의 차이를 최소화하도록 각 레벨 별로 분류기들 또는 디코더들을 학습시킬 수 있다. The generating apparatus according to an embodiment provides, for example, a depth value corresponding to each level and a probability distribution of the depth value through correction in the probability distribution domain for each level or for each depth resolution through a deep neural network composed of encoder-decoders. can be estimated. The generator may train the classifiers or decoders for each level to minimize a difference between the depth values of pixels estimated at each level and the depth values of the same pixels in the correct answer depth image of the same level.
생성 장치는 예를 들어, 깊이 정보의 참 값(ground truth)에 해당하는 정답 깊이 영상과 추정된 깊이 영상을 비교하여, 정답 깊이 영상과 추정된 깊이 영상 간의 차이를 계산할 수 있다. 생성 장치는 정답 깊이 영상과 추정된 깊이 영상 간의 차이가 줄어들도록 신경망을 구성하는 파라미터들의 값을 조정할 수 있다. 예를 들어, 생성 장치는 정답 깊이 영상과 추정된 깊이 영상 간의 차이를 정의하는 손실 함수의 값이 최소화되는 방향으로 최적의 파라미터 값을 찾을 수 있다. 여기서, 손실 함수는 분류(classification) 방식, 회귀(regression) 방식 등에 따라 여러 형태로 정의될 수 있다. 손실 함수가 어떻게 정의되느냐에 따라 파라미터 값이 조정되는 방식이나 추정된 깊이 영상의 생성을 위한 깊이 정보의 캘리브레이션 과정이 달라질 수 있다. For example, the generating device may calculate a difference between the correct answer depth image and the estimated depth image by comparing the correct answer depth image corresponding to the ground truth of the depth information and the estimated depth image. The generating apparatus may adjust values of parameters constituting the neural network so that a difference between the correct answer depth image and the estimated depth image is reduced. For example, the generating apparatus may find an optimal parameter value in a direction in which a value of a loss function defining a difference between the correct depth image and the estimated depth image is minimized. Here, the loss function may be defined in various forms according to a classification method, a regression method, and the like. A method of adjusting a parameter value or a calibration process of depth information for generating an estimated depth image may vary depending on how the loss function is defined.
손실 함수(L)는 예를 들어, 아래의 수학식 1과 같이 분류 손실 함수(classification loss function) 및 데이터 손실 함수(data loss function) 의 총합으로 정의될 수 있다. The loss function (L) is, for example, a classification loss function as shown in
여기서, 는 올바른 클래스의 위치에서 '1'을 갖고, k번째 깊이 해상도에서 '0'을 갖는 원-핫 벡터(one-hot vector)를 나타낼 수 있다. 내고, 는 k번째 깊이 해상도에서의 정답 깊이 영상을 나타낼 수 있다. here, may represent a one-hot vector having '1' at the position of the correct class and '0' at the kth depth resolution. pay, may represent the correct answer depth image at the kth depth resolution.
생성 장치는 많은 수의 학습 영상들에 대해 위와 같은 과정을 반복적으로 수행함으로써 신경망에 포함된 분류기 또는 디코더들 각각에 대한 최적의 파라미터 값을 찾을 수 있다.The generator may find an optimal parameter value for each of the classifiers or decoders included in the neural network by repeatedly performing the above process for a large number of training images.
전술한 학습 과정을 통해, 제2 디코더는 인코더가 추출한 특징에 기초하여 제2 깊이 해상도의 잔차 특징을 출력하도록 학습되고, 제3 디코더는 인코더가 추출한 특징에 기초하여 제3 깊이 해상도의 잔차 특징을 출력하도록 학습될 수 있다. Through the above-described learning process, the second decoder is trained to output the residual feature of the second depth resolution based on the feature extracted by the encoder, and the third decoder is the residual feature of the third depth resolution based on the feature extracted by the encoder It can be learned to output.
도 8은 다른 실시예에 따른 깊이 영상을 생성하는 장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 생성 장치(800)는 하나의 인코더(810)와 세 개의 디코더들(821, 823, 825)을 포함하는 해상도 특징 추출(Residual Feature Extraction; RFE) 모듈(820), 확률 분포 보정(Probability Refinement; PR) 모듈(840) 및 깊이 변환부(860)를 포함할 수 있다. 8 is a diagram for describing a configuration and operation of an apparatus for generating a depth image according to another exemplary embodiment. Referring to FIG. 8 , the generating
해상도 특징 추출(RFE) 모듈(820)은 세 가지 깊이 해상도들로 디코딩을 수행하는 세 개의 디코더들(821, 823, 825)을 포함할 수 있다. 또한, 확률 분포 보정 모듈(PR) 모듈(840)은 소프트맥스(softmax) 수행부(841), 및 확률 분포 보정부(PR)들 (843, 845)을 포함할 수 있다. The resolution feature extraction (RFE)
도 8에서 R1, R2는 각각 제2 깊이 해상도 및 제3 깊이 해상도에 대응하는 잔차 특징을 나타낼 수 있다. P1, P2, P3는 제1 깊이 해상도, 제2 깊이 해상도, 및 제3 깊이 해상도 각각의 깊이 범위에 대응하는 확률 분포(Probability feature)를 나타낼 수 있다. 또한, d1, d2, d3는 제1 깊이 해상도, 제2 깊이 해상도, 및 제3 깊이 해상도 각각의 깊이 범위들의 구간(또는 클래스들)의 개수를 나타낼 수 있다. In FIG. 8 , R 1 and R 2 may represent residual features corresponding to the second depth resolution and the third depth resolution, respectively. P 1 , P 2 , and P 3 may represent probability distributions corresponding to depth ranges of the first depth resolution, the second depth resolution, and the third depth resolution, respectively. Also, d 1 , d 2 , and d 3 may represent the number of sections (or classes) of depth ranges of each of the first depth resolution, the second depth resolution, and the third depth resolution.
일 실시예에 따른 생성 장치(800)는 예를 들어, 심층 신경망에 의해 단일 영상으로부터 멀티 스케일(multi-scale)의 깊이 분류(depth classification)를 수행할 수 있다. 심층 신경망은 예를 들어, 픽셀 당 깊이 값을 성긴 값으로부터 조밀한 값까지 추정할 수 있다. 이를 위해, 일 실시예에서는 먼저 서로 다른 입도(granularities)를 가진 여러 세트의 개별 레이블들에 의해 연속된 깊이 간격을 양자화할 수 있다. 또한, 일 실시예에서는 일련의 분류기들에 의해 제공된 예측된 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 확률 분포를 세분화하고, 세분화된 확률 분포의 가중합에 의해 각 픽셀의 깊이 값을 산출할 수 있다. 일 실시예에서는 이와 같은 멀티 스케일의 분류를 통해 작업을 단순화하면서도 점진적인 예측 및 점진적인 깊이 보정을 통해 양자화 아티팩트(quantization artifacts)를 효과적으로 줄일 수 있다.The generating
생성 장치(800)는 단일 RGB 영상에 대한 단안 깊이 추정(Monocular depth estimation)을 다중 스케일 분류 작업으로 전환하여 모든 픽셀들의 깊이 값들을 예측할 수 있다. 생성 장치(800)는 이산화된 깊이값에 대한 확률 분포를 예측하고, 이를 기초로, 최종 레벨에서 타겟 깊이 영상을 예측함으로써 이산화 아티팩트(discretization artifacts)가 없는 부드러운 깊이 맵(smooth depth map)을 생성할 수 있다. 더 높은 정확도를 달성하기 위해, 생성 장치(800)는 후처리(post-processing)를 위한 개선 모듈(refinement module)을 통합하여 최종 확률 분포를 조정함으로써 정확도를 극대화할 수 있다.The generating
보다 구체적으로, 입력 영상(805)(예를 들어, 단일 RGB 영상)을 수신한 생성 장치(800)는 인코더(810)를 통해 입력 영상(805)에 대한 인코딩을 수행할 수 있다. 인코더(810)는 예를 들어, 입력 영상(805)의 크기의 1/32, 1/16, 1/8 및 1/4 배의 서로 다른 공간 크기들을 갖는 4 가지 특징들(815)을 추출할 수 있다. 4 가지 특징들(815)은 예를 들어, 상향 투영 프로세스(up-projection processes)를 통해 하나로 통합될 수 있다. 생성 장치는 상향 투영 프로세서를 통해 하나로 통합된 특징에 대해 서로 다른 세 가지 깊이 해상도 별로 디코딩을 수행할 수 있다. More specifically, the generating
해상도 특징 추출(RFE) 모듈(820)은 다양한 수준의 수용장(receptive fields)을 포착하기 위해 다양한 팽창률(dilation rates) r ∈ {3, 6, 12, 18}을 가진 확장된 컨볼루션 필터의 몇 가지 조합으로 수행될 수 있다. 해상도 특징 추출(RFE) 모듈(820)에서 추출된 잔차 특징들(R1, R2)은 확률 분포 보정(PR) 모듈(840)로 공급될 수 있다. The resolution feature extraction (RFE)
확률 분포 보정(PR) 모듈(840)은 이전 레벨들의 특징들을 통합하여 깊이 해상도 별 확률 분포를 추정할 수 있다. 확률 분포 보정(PR) 모듈(840)에서 추정된 가장 조밀한 확률 분포가 깊이 변환부(860)로 공급되어 최종적으로 타겟 깊이 영상(870) 또는 최종 깊이 맵이 생성될 수 있다. The probability distribution correction (PR)
생성 장치(800)는 예를 들어, 디코더들(821, 823, 825)을 통해 서로 다른 3가지의 깊이 해상도에 대응하는 확률 분포 를 추정할 수 있다. 확률 분포는 디코딩 과정에서 여러 단계의 정제 과정(refinement processes)을 통해 계층적으로 추정될 수 있다. 디코딩 단계에서 깊이 해상도 별 분류를 예측하기 위해, 일 실시예에서는 로그 함수를 사용하는 간격 증가 이산화(spacing-increasing discretization; SID)를 채택할 수 있다. 생성 장치(800)는 디코딩의 각 단계에서, 서로 다른 레벨들의 양자화를 사용할 수 있다. The generating
일 실시예에서는 예를 들어, 전체 깊이 간격 [a, b]을 3 개의 서로 다른 개수의 깊이 범위들(d1, d2 및 d3)로 나눌 수 있으며, 신경망을 통해 초기 확률 특징을 예측할 수 있다. 생성 장치(800)는 깊이 해상도가 점진적으로 높아짐에 따라 확률 분포를 구성하는 값들을 정제(refine)하거나, 또는 수정(correct)할 수 있다. In one embodiment, for example, the entire depth interval [a, b] can be divided into three different numbers of depth ranges d 1 , d 2 and
생성 장치(800)가 추정하는 깊이 해상도 별 확률 분포들(P1, P2, P3)은 서로 다른 공간 및 채널 해상도(channel resolutions)를 가질 수 있다. 예를 들어, H와 W가 가장 조밀한 깊이 해상도에서의 깊이 영상의 높이와 너비를 나타내는 경우, 는 차원을 가질 수 있다. 이때, 이고, 일 수 있다. 여기서, H 및 W는 가장 조밀한 깊이 해상도 또는 가장 정밀한 레벨에서의 깊이 영상의 높이 및 폭을 나타낼 수 있다. 또한, 는 p 번째 픽셀의 깊이 값이 k 번째 깊이 해상도 또는 k 번째 레벨에서 특정 간격으로 존재할 가능성을 나타낼 수 있다. The probability distributions P 1 , P 2 , and P 3 for each depth resolution estimated by the
생성 장치(800)는 예를 들어, 가장 성긴 제1 깊이 해상도에 대응하는 제1 디코더(821)에 의해 생성된 제1 깊이 해상도의 특징으로부터 제1 확률 분포(P1)를 예측할 수 있다. 실시예에 따라서, 생성 장치(800)는 소프트맥스 수행부(841)에 의해 제1 깊이 해상도의 특징으로부터 제1 확률 분포(P1)를 예측할 수도 있고, 또는 소프트맥스 수행부(841) 없이 바로 제1 깊이 해상도의 특징으로부터 제1 확률 분포(P1)를 예측할 수도 있다. 이때, 제1 확률 분포는 제1 깊이 해상도의 깊이 범위들(예를 들어, d1 = 4개)에 대응할 수 있다. The generating
생성 장치(800)는 제2 디코더(823)에 의해 제1 깊이 해상도보다 조밀한 제2 깊이 해상도의 잔치 특징(R1)을 예측할 수 있다. 생성 장치(800)는 확률 분포 보정부(843)에 의해 이전 단계(제1 깊이 해상도)의 확률 분포(P1)와 제2 깊이 해상도의 잔치 특징(R1)과 통합(aggregation)하여 제2 확률 분포(P2)를 추정할 수 있다. 이때, 제2 확률 분포(P2)는 제2 깊이 해상도의 깊이 범위들(예를 들어, d2 = 8개)에 대응할 수 있다. The generating
또한, 생성 장치(800)는 제3 디코더(825)에 의해 제2 깊이 해상도보다 조밀한 제3 깊이 해상도의 잔치 특징(R2)을 예측할 수 있다. 생성 장치(800)는 확률 분포 보정부(845)에 의해 제3 깊이 해상도의 잔치 특징(R2)을 이전 단계(제2 깊이 해상도)의 확률 분포(P2)와 통합하여 제3 확률 분포(P2)를 추정할 수 있다. 이때, 제3 확률 분포(P3)는 제3 깊이 해상도의 깊이 범위들(예를 들어, d3 = 16개)에 대응할 수 있다. Also, the generating
보다 구체적으로, 생성 장치(800)는 제1 확률 분포 을 초기 값으로 예측한 후, 제1 깊이 해상도에서 예측된 거친 확률 분포(예를 들어, 제1 확률 분포 )에 더 미세한 구조를 추가하기 위해 제2 잔차 특징 을 예측할 수 있다. More specifically, the generating
이후, 생성 장치(800)는 순차적으로 제2 확률 분포 및 제3 확률 분포 를 추정할 수 있다. 이때, 는 아래의 수학식 2에 기재된 로부터의 정보를 집계(aggregating)함으로써 로 정제될 수 있다. Thereafter, the generating
여기서, k ∈ {2, 3}일 수 있다. Here, k ∈ {2, 3} may be.
생성 장치(800)는 예를 들어, 이중 선형 보간을 통한 확률 분포 의 업 스케일링 후, 업스케일링된 확률 분포와 잔차 특징을 합할 수 있다. 를 통한 업 스케일링 과정에서, 두 종류의 업 샘플링 프로세스가 수행될 수 있다. 이중 선형 보간은 공간 영역에서 수행되어 중간 특징이 과 동일한 공간 크기를 갖도록 할 수 있다. 이때, 특징의 채널 크기가 를 갖도록 채널 도메인에서 다른 보간이 수행될 수도 있다. The generating
생성 장치(800)는 확률 분포 를 잔차 특징과 합산하기 전에 채널 방향의 모든 합산된 값이 1과 같도록 를 통해 업 스케일링된 확률 분포를 정규화될 수 있다. The generating
깊이 해상도 별 확률 분포 중 최종적으로 추정되는 확률 분포에 기초하여 입력 영상에 대응하는 타겟 깊이 영상 이 생성될 수 있다. A target depth image corresponding to the input image based on the finally estimated probability distribution among the probability distributions for each depth resolution can be created.
이때, 각 깊이 해상도에서 추정된 확률 분포 는 깊이 영상 로 변환되고, 모든 깊이 해상도들에서의 정답 깊이들(ground-truth depths)과 비교될 수 있다. In this case, the probability distribution estimated at each depth resolution is the depth image , and can be compared with ground-truth depths at all depth resolutions.
일 실시예에 따른 생성 장치(800)는 멀티 스케일(Multi-scale) 방식으로 각 단계의 스케일 정보(scale information), 다시 말해 서로 다른 깊이 해상도 별 특징을 생성함으로써 좀 더 좀더 조밀한 깊이 영상을 생성할 수 있다. The generating
또한, 일 실시예에 따른 생성 장치(800)는 서로 다른 깊이 해상도 별 특징에 의해 서로 다른 깊이 해상도 별 확률 분포를 재구성할 수 있다. 보다 구체적으로, 생성 장치에서 성긴 값을 가지는 깊이 해상도를 생성하는 모듈은 글로벌 구조(global structure)에 집중하고, 그 외 조밀한 값을 가지는 깊이 해상도를 생성하는 모듈들은 조밀한 깊이 정보를 생성함으로써 높은 해상도를 갖는 타겟 깊이 영상을 생성할 수 있다. Also, the generating
또한, 일 실시예에서는 깊이 값을 보정하는 대신에, 추정한 깊이 해상도 별 확률 분포를 보정에 이용함으로써 깊이 해상도 별 특징을 보다 정확하게 보정할 수 있다. Also, in an embodiment, instead of correcting the depth value, the estimated probability distribution for each depth resolution is used for correction, so that the feature for each depth resolution may be more accurately corrected.
도 9는 다른 실시예에 따른 깊이 영상을 생성하는 방법을 나타낸 흐름도이고, 도 10은 다른 실시예에 따른 깊이 영상을 생성하는 장치의 구성 및 동작을 설명하기 위한 도면이다.9 is a flowchart illustrating a method of generating a depth image according to another embodiment, and FIG. 10 is a diagram for explaining a configuration and operation of an apparatus for generating a depth image according to another embodiment.
도 9 및 도 10을 참조하면, 일 실시예에 따른 생성 장치가 단계(910) 내지 단계(970)를 수행함으로써 저화질의 깊이 영상을 향상(enhancement)시켜 고화질의 타겟 깊이 영상을 생성하는 과정이 도시된다.9 and 10 , a process of generating a high-quality target depth image by enhancing a low-quality depth image by performing
단계(910)에서, 생성 장치(1000)는 깊이 영상(1003)을 수신한다. 깊이 영상(1003)은 예를 들어, 단계(920)에서 수신하는 입력 영상(1001)인 컬러 영상에 대응하는 저화질의 깊이 영상에 해당할 수 있다. 깊이 영상(1003)은 예를 들어, 키넥트(kinect), TOF(time-of-flight) 깊이 카메라 또는 광 3D 스캐너 등과 같이 객체에 대한 깊이 정보를 나타내는 깊이 영상을 획득하는 깊이 센서에 의해 감지될 수 있다. 깊이 영상(1003)은 촬영 위치로부터 객체까지의 깊이(또는 거리)에 대한 정보인 깊이 정보를 나타내는 영상이다. In
단계(920)에서, 생성 장치는 입력 영상(예를 들어, 컬러 영상)(1001)을 수신한다.In
단계(930)에서, 생성 장치는 단계(910)에서 수신한 깊이 영상(1003)을 이산화(1020)하여, 제1 깊이 해상도의 확률 분포(P1)를 생성한다In
단계(940)에서, 생성 장치는 단계(920)에서 수신한 컬러 영상(1001)에 대응하는 특징을 추출한다. 생성 장치는 예를 들어, 인코더(1010)에 의해 컬러 영상(1001)에 대응하는 특징을 추출할 수 있다. In
단계(950)에서, 생성 장치는 적어도 하나의 제2 깊이 해상도에 대응하는 적어도 하나의 디코더(1030, 1050)를 이용하여 단계(940)에서 추출한 특징을 디코딩함으로써, 제2 깊이 해상도 별 특징을 생성한다. 여기서, '적어도 하나의 제2 깊이 해상도'는 제2 깊이 해상도 이외에 제3 깊이 해상도, 및 제4 깊이 해상도 등과 같이 제2 깊이 해상도 보다 조밀한 깊이 값을 가지는 깊이 해상도들을 모두 포함하는 의미로 이해될 수 있다. 생성 장치는 예를 들어, 제2 깊이 해상도에 대응하는 제2 디코더(1030)를 이용하여, 제2 깊이 해상도의 잔차 특징을 생성할 수 있다. 생성 장치는 제2 깊이 해상도보다 조밀한 제3 깊이 해상도에 대응하는 제3 디코더(1050)를 이용하여, 제3 깊이 해상도의 잔차 특징을 생성할 수 있다.In
단계(960)에서, 생성 장치는 단계(950)에서 생성한 깊이 해상도 별 특징을 점진적으로 보정함으로써, 깊이 해상도 별 확률 분포를 추정한다. 생성 장치는 제2 디코더(1030)에 의해 생성된 제2 깊이 해상도의 잔차 특징에 의해 제1 확률 분포(P1)를 보정(1040)함으로써 제2 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 제2 확률 분포(P2)를 추정할 수 있다. 생성 장치는 제3 디코더(1050)에 의해 생성된 제3 깊이 해상도의 잔차 특징에 의해 제2 확률 분포(P2)를 보정(1060)함으로써 제3 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 제3 확률 분포(P3)를 추정할 수 있다.In
단계(970)에서, 생성 장치는 깊이 해상도 별 확률 분포 중 최종적으로 추정되는 확률 분포(예를 들어, 제3 확률 분포(P3))에 기초하여, 입력 영상(1001)에 대응하는 타겟 깊이 영상(1080)을 생성한다. 생성 장치는 최종적으로 추정되는 이산적인 확률 분포인 제3 확률 분포(P3)를 연속적인 값으로 변환(1070)함으로써 타겟 깊이 영상(1080)을 생성할 수 있다. 타겟 깊이 영상(1080)은 3D 얼굴 인식 등과 같은 객체 인식이나 아웃포커싱과 같은 사진 효과 처리에 이용될 수 있다. 타겟 깊이 영상(1080)은 객체들 간의 기하학적 관계(geometric relation)를 결정해 주거나 또는 3D 기하학 정보를 제공함으로써 비주얼 객체 인식(visual object recognition)의 성능 향상에 도움을 줄 수 있다.In
생성 장치는 단계(970)에서 생성한 타겟 깊이 영상을 출력할 수 있다. The generating device may output the target depth image generated in
도 11은 일 실시예에 따른 깊이 영상을 생성하는 장치의 블록도이다. 도 11을 참조하면, 일 실시예에 따른 깊이 영상을 생성하는 장치('생성 장치')(1100)는 통신 인터페이스(1110), 프로세서(1130), 및 메모리(1150)를 포함한다. 통신 인터페이스(1110), 프로세서(1130), 및 메모리(1150)는 통신 버스(1105)를 통해 서로 연결될 수 있다. 11 is a block diagram of an apparatus for generating a depth image according to an exemplary embodiment. Referring to FIG. 11 , an apparatus (“generating device”) 1100 for generating a depth image according to an exemplary embodiment includes a
통신 인터페이스(1110)는 입력 영상을 수신한다. 또한, 통신 인터페이스(1110)는 프로세서(1130)가 생성한 타겟 깊이 영상을 출력할 수 있다. The
프로세서(1130)는 입력 영상에 대응하는 특징을 추출한다. 프로세서(1130)는 서로 다른 깊이 해상도들에 대응하는 디코더들을 이용하여 특징을 디코딩 함으로써, 깊이 해상도 별 특징을 생성한다. 프로세서(1130)는 깊이 해상도 별 특징을 점진적으로 보정함으로써, 깊이 해상도 별 확률 분포를 추정한다. 프로세서(1130)는 깊이 해상도 별 확률 분포 중 최종적으로 추정되는 확률 분포에 기초하여, 입력 영상에 대응하는 타겟 깊이 영상을 생성한다. The
메모리(1150)는 입력 영상을 저장할 수 있다. 또한, 메모리(1150)는 프로세서(1130)가 생성한 타겟 깊이 영상을 저장할 수 있다. The
또한, 메모리(1150)는 상술한 프로세서(1130)의 처리 과정에서 생성되는 다양한 정보들을 저장할 수 있다. 이 밖에도, 메모리(1150)는 각종 데이터와 프로그램 등을 저장할 수 있다. 메모리(1150)는 휘발성 메모리 또는 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다. 메모리(1150)는 하드 디스크 등과 같은 대용량 저장 매체를 구비하여 각종 데이터를 저장할 수 있다.Also, the
실시예에 따라서, 생성 장치(1100)는 입력 영상을 감지 또는 캡쳐하는 이미지 센서, 카메라, 깊이 값을 감지하는 깊이 센서, 및/또는 깊이 카메라 등과 같은 센서들을 더 포함할 수 있다. 또는 생성 장치(1100)는 입력 영상에 대응하는 타겟 깊이 영상을 출력하는 디스플레이 장치를 더 포함할 수도 있다. According to an embodiment, the
또한, 프로세서(1130)는 도 1 내지 도 10을 통해 전술한 적어도 하나의 방법 또는 적어도 하나의 방법에 대응되는 알고리즘을 수행할 수 있다. 프로세서(1130)는 목적하는 동작들(desired operations)을 실행시키기 위한 물리적인 구조를 갖는 회로를 가지는 하드웨어로 구현된 데이터 처리 장치일 수 있다. 예를 들어, 목적하는 동작들은 프로그램에 포함된 코드(code) 또는 인스트럭션들(instructions)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 하드웨어로 구현된 데이터 처리 장치는 마이크로프로세서(microprocessor), 중앙 처리 장치(central processing unit), 프로세서 코어(processor core), 멀티-코어 프로세서(multi-core processor), 멀티프로세서(multiprocessor), ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), FPGA(Field Programmable Gate Array)를 포함할 수 있다.Also, the
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.The method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium. The computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, etc. alone or in combination. The program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and available to those skilled in the art of computer software. Examples of the computer-readable recording medium include magnetic media such as hard disks, floppy disks and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic such as floppy disks. - includes magneto-optical media, and hardware devices specially configured to store and carry out program instructions, such as ROM, RAM, flash memory, and the like. Examples of program instructions include not only machine language codes such as those generated by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like. The hardware devices described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operations of the embodiments, and vice versa.
소프트웨어는 컴퓨터 프로그램(computer program), 코드(code), 명령(instruction), 또는 이들 중 하나 이상의 조합을 포함할 수 있으며, 원하는 대로 동작하도록 처리 장치를 구성하거나 독립적으로 또는 결합적으로(collectively) 처리 장치를 명령할 수 있다. 소프트웨어 및/또는 데이터는, 처리 장치에 의하여 해석되거나 처리 장치에 명령 또는 데이터를 제공하기 위하여, 어떤 유형의 기계, 구성요소(component), 물리적 장치, 가상 장치(virtual equipment), 컴퓨터 저장 매체 또는 장치, 또는 전송되는 신호 파(signal wave)에 영구적으로, 또는 일시적으로 구체화(embody)될 수 있다. 소프트웨어는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템 상에 분산되어서, 분산된 방법으로 저장되거나 실행될 수도 있다. 소프트웨어 및 데이터는 하나 이상의 컴퓨터 판독 가능 기록 매체에 저장될 수 있다.The software may comprise a computer program, code, instructions, or a combination of one or more thereof, which configures a processing device to operate as desired or is independently or collectively processed You can command the device. The software and/or data may be any kind of machine, component, physical device, virtual equipment, computer storage medium or device, to be interpreted by or to provide instructions or data to the processing device. , or may be permanently or temporarily embody in a transmitted signal wave. The software may be distributed over networked computer systems, and stored or executed in a distributed manner. Software and data may be stored in one or more computer-readable recording media.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기를 기초로 다양한 기술적 수정 및 변형을 적용할 수 있다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.As described above, although the embodiments have been described with reference to the limited drawings, those skilled in the art may apply various technical modifications and variations based on the above. For example, the described techniques are performed in a different order than the described method, and/or the described components of the system, structure, apparatus, circuit, etc. are combined or combined in a different form than the described method, or other components Or substituted or substituted by equivalents may achieve an appropriate result.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are also within the scope of the following claims.
1100: 생성 장치
1105: 통신 버스
1110: 통신 인터페이스
1130: 프로세서
1150: 메모리1100: generating device
1105: communication bus
1110: communication interface
1130: Processor
1150: memory
Claims (35)
상기 입력 영상에 대응하는 특징을 추출하는 단계;
서로 다른 깊이 해상도들에 대응하는 디코더들을 이용하여 상기 특징을 디코딩(decoding)함으로써, 깊이 해상도 별 특징을 생성하는 단계;
상기 깊이 해상도 별 특징을 점진적으로 보정(progressively refine)함으로써, 깊이 해상도 별 확률 분포를 추정하는 단계; 및
상기 깊이 해상도 별 확률 분포 중 최종적으로 추정되는 확률 분포에 기초하여, 상기 입력 영상에 대응하는 타겟 깊이 영상을 생성하는 단계
를 포함하는,
깊이 영상을 생성하는 방법.receiving an input image;
extracting a feature corresponding to the input image;
generating a feature for each depth resolution by decoding the feature using decoders corresponding to different depth resolutions;
estimating a probability distribution for each depth resolution by progressively refining the feature for each depth resolution; and
generating a target depth image corresponding to the input image based on a finally estimated probability distribution among the probability distributions for each depth resolution;
containing,
How to create a depth image.
상기 깊이 해상도 별 특징을 생성하는 단계는
상기 깊이 해상도들 중 제1 깊이 해상도에 대응하는 제1 디코더를 이용하여, 상기 제1 깊이 해상도의 특징을 생성하는 단계; 및
상기 깊이 해상도들 중 제2 깊이 해상도에 대응하는 제2 디코더를 이용하여, 상기 제2 깊이 해상도의 잔차 특징(residual feature)을 생성하는 단계;
를 포함하는,
깊이 영상을 생성하는 방법.According to claim 1,
The step of generating the feature for each depth resolution includes:
generating a feature of the first depth resolution by using a first decoder corresponding to a first depth resolution among the depth resolutions; and
generating a residual feature of the second depth resolution by using a second decoder corresponding to a second depth resolution among the depth resolutions;
containing,
How to create a depth image.
상기 깊이 해상도 별 특징을 생성하는 단계는
상기 깊이 해상도들 중 제3 깊이 해상도에 대응하는 제3 디코더를 이용하여, 상기 제3 깊이 해상도의 잔차 특징을 생성하는 단계
를 더 포함하는,
깊이 영상을 생성하는 방법.According to claim 1,
The step of generating the feature for each depth resolution includes:
generating a residual feature of the third depth resolution by using a third decoder corresponding to a third depth resolution among the depth resolutions;
further comprising,
How to create a depth image.
상기 깊이 해상도 별 특징을 생성하는 단계는
균일(uniform)하게 설정된 깊이 간격으로 상기 특징을 디코딩 함으로써 상기 깊이 해상도 별 특징을 생성하는 단계; 및
간격 증가 이산화(spacing-increasing discretization; SID) 기법에 기초하여 상이하게 설정된 깊이 간격에 의해 상기 특징을 디코딩 함으로써 상기 깊이 해상도 별 특징을 생성하는 단계
중 어느 하나를 포함하는,
깊이 영상을 생성하는 방법.According to claim 1,
The step of generating the feature for each depth resolution includes:
generating a feature for each depth resolution by decoding the feature at a uniformly set depth interval; and
Generating the feature for each depth resolution by decoding the feature with a depth interval set differently based on a spacing-increasing discretization (SID) technique
including any one of
How to create a depth image.
상기 깊이 해상도 별 확률 분포를 추정하는 단계는
상기 깊이 해상도들 중 제1 깊이 해상도의 특징에 기초하여, 상기 제1 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 제1 확률 분포를 추정하는 단계; 및
상기 제1 확률 분포 및 상기 깊이 해상도들 중 제2 깊이 해상도의 잔차 특징에 기초하여, 제2 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 제2 확률 분포를 추정하는 단계
를 포함하는,
깊이 영상을 생성하는 방법.According to claim 1,
The step of estimating the probability distribution for each depth resolution comprises:
estimating a first probability distribution corresponding to depth ranges of the first depth resolution based on a characteristic of the first depth resolution among the depth resolutions; and
estimating a second probability distribution corresponding to depth ranges of a second depth resolution based on the first probability distribution and a residual feature of a second depth resolution among the depth resolutions;
containing,
How to create a depth image.
상기 제2 확률 분포를 추정하는 단계는
상기 제2 깊이 해상도의 잔차 특징에 의해 상기 제1 확률 분포를 보정함으로써 상기 제2 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 상기 제2 확률 분포를 추정하는 단계
를 포함하는,
깊이 영상을 생성하는 방법.6. The method of claim 5,
The step of estimating the second probability distribution comprises:
estimating the second probability distribution corresponding to depth ranges of the second depth resolution by correcting the first probability distribution by the residual feature of the second depth resolution;
containing,
How to create a depth image.
상기 제2 확률 분포를 추정하는 단계는
상기 제1 확률 분포를 업-스케일링(up-scaling)하는 단계; 및
상기 제2 깊이 해상도의 잔차 특징에 의해 상기 업-스케일링된 제1 확률 분포를 보정함으로써 상기 제2 확률 분포를 추정하는 단계
를 포함하는,
깊이 영상을 생성하는 방법.7. The method of claim 6,
The step of estimating the second probability distribution comprises:
up-scaling the first probability distribution; and
estimating the second probability distribution by correcting the up-scaled first probability distribution by a residual feature of the second depth resolution;
containing,
How to create a depth image.
상기 깊이 해상도 별 확률 분포를 추정하는 단계는
상기 제2 확률 분포 및 상기 깊이 해상도들 중 제3 깊이 해상도의 잔차 특징에 기초하여, 제3 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 제3 확률 분포를 추정하는 단계
를 더 포함하는,
깊이 영상을 생성하는 방법.6. The method of claim 5,
The step of estimating the probability distribution for each depth resolution comprises:
estimating a third probability distribution corresponding to depth ranges of a third depth resolution based on the second probability distribution and a residual feature of a third depth resolution among the depth resolutions;
further comprising,
How to create a depth image.
상기 제3 확률 분포를 추정하는 단계는
상기 제3 깊이 해상도의 잔차 특징에 의해 상기 제2 확률 분포를 보정함으로써 상기 제3 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 상기 제3 확률 분포를 추정하는 단계
를 포함하는,
깊이 영상을 생성하는 방법.9. The method of claim 8,
The step of estimating the third probability distribution comprises:
estimating the third probability distribution corresponding to depth ranges of the third depth resolution by correcting the second probability distribution by the residual feature of the third depth resolution;
containing,
How to create a depth image.
상기 제3 확률 분포를 추정하는 단계는
상기 제2 확률 분포를 업-스케일링하는 단계; 및
상기 제3 깊이 해상도의 잔차 특징에 의해 상기 업-스케일링된 제2 확률 분포를 보정함으로써 상기 제3 확률 분포를 추정하는 단계
를 포함하는,
깊이 영상을 생성하는 방법.9. The method of claim 8,
The step of estimating the third probability distribution comprises:
up-scaling the second probability distribution; and
estimating the third probability distribution by correcting the up-scaled second probability distribution by a residual feature of the third depth resolution;
containing,
How to create a depth image.
상기 타겟 깊이 영상을 생성하는 단계는
상기 최종적으로 추정되는 확률 분포를 상기 타겟 깊이 영상으로 변환(conversion)하는 단계
를 포함하는,
깊이 영상을 생성하는 방법.According to claim 1,
The step of generating the target depth image includes:
converting the finally estimated probability distribution into the target depth image
containing,
How to create a depth image.
상기 타겟 깊이 영상을 생성하는 단계는
상기 최종적으로 추정되는 확률 분포의 기대 값을 산출하는 단계;
상기 최종적으로 추정되는 확률 분포에 기초하여, 상기 기대 값의 보정 값을 추정하는 단계; 및
상기 기대 값 및 상기 보정 값에 기초하여, 타겟 깊이 영상을 생성하는 단계
를 포함하는,
깊이 영상을 생성하는 방법.According to claim 1,
The step of generating the target depth image includes:
calculating an expected value of the finally estimated probability distribution;
estimating a correction value of the expected value based on the finally estimated probability distribution; and
generating a target depth image based on the expected value and the correction value;
containing,
How to create a depth image.
상기 깊이 해상도들은
제1 깊이 해상도, 제2 깊이 해상도, 및 제3 깊이 해상도 중 적어도 둘을 포함하고,
상기 제1 깊이 해상도는 상기 제2 깊이 해상도에 비해 성긴 값(coarse value)을 가지고, 상기 제2 깊이 해상도는 상기 제1 깊이 해상도에 비해 조밀한 값(fine value)을 가지며, 상기 제3 깊이 해상도는 상기 제2 깊이 해상도에 비해 조밀한 값을 가지는,
깊이 영상을 생성하는 방법.According to claim 1,
The depth resolutions are
at least two of a first depth resolution, a second depth resolution, and a third depth resolution;
The first depth resolution has a coarse value compared to the second depth resolution, the second depth resolution has a fine value compared to the first depth resolution, and the third depth resolution has a dense value compared to the second depth resolution,
How to create a depth image.
상기 입력 영상에 포함된 픽셀들의 깊이 값들의 깊이 범위를 이산화(discretization)하여 복수 개의 구간들로 분할하는 단계
를 더 포함하는,
깊이 영상을 생성하는 방법.According to claim 1,
dividing a depth range of depth values of pixels included in the input image into a plurality of sections by discretization;
further comprising,
How to create a depth image.
상기 타겟 깊이 영상을 출력하는 단계
를 더 포함하는,
깊이 영상을 생성하는 방법.According to claim 1,
outputting the target depth image
further comprising,
How to create a depth image.
상기 입력 영상은
단일 컬러 영상, 적외선 영상, 및 깊이 영상 중 적어도 하나를 포함하는,
깊이 영상을 생성하는 방법.According to claim 1,
The input image is
comprising at least one of a single color image, an infrared image, and a depth image;
How to create a depth image.
컬러 영상을 수신하는 단계;
상기 깊이 영상을 이산화하여, 제1 깊이 해상도의 확률 분포를 생성하는 단계;
상기 컬러 영상에 대응하는 특징을 추출하는 단계;
적어도 하나의 제2 깊이 해상도에 대응하는 적어도 하나의 디코더를 이용하여 상기 특징을 디코딩함으로써, 제2 깊이 해상도 별 특징을 생성하는 단계;
상기 깊이 해상도 별 특징을 점진적으로 보정함으로써, 깊이 해상도 별 확률 분포를 추정하는 단계; 및
상기 깊이 해상도 별 확률 분포 중 최종적으로 추정되는 확률 분포에 기초하여, 상기 입력 영상에 대응하는 타겟 깊이 영상을 생성하는 단계
를 포함하는,
깊이 영상을 생성하는 방법.receiving a depth image;
receiving a color image;
generating a probability distribution of a first depth resolution by discretizing the depth image;
extracting a feature corresponding to the color image;
generating a feature for each second depth resolution by decoding the feature using at least one decoder corresponding to at least one second depth resolution;
estimating a probability distribution for each depth resolution by gradually correcting the feature for each depth resolution; and
generating a target depth image corresponding to the input image based on a finally estimated probability distribution among the probability distributions for each depth resolution;
containing,
How to create a depth image.
상기 입력 영상에 대응하는 특징을 추출하고, 서로 다른 깊이 해상도들에 대응하는 디코더들을 이용하여 상기 특징을 디코딩 함으로써, 깊이 해상도 별 특징을 생성하고, 상기 깊이 해상도 별 특징을 점진적으로 보정함으로써, 깊이 해상도 별 확률 분포를 추정하며, 상기 깊이 해상도 별 확률 분포 중 최종적으로 추정되는 확률 분포에 기초하여, 상기 입력 영상에 대응하는 타겟 깊이 영상을 생성하는 프로세서
를 포함하는,
깊이 영상을 생성하는 장치.a communication interface for receiving an input image; and
By extracting a feature corresponding to the input image, decoding the feature using decoders corresponding to different depth resolutions, generating a feature for each depth resolution, and gradually correcting the feature for each depth resolution, depth resolution A processor for estimating a star probability distribution and generating a target depth image corresponding to the input image based on a finally estimated probability distribution among the probability distributions for each depth resolution
containing,
A device that generates a depth image.
상기 프로세서는
상기 깊이 해상도들 중 제1 깊이 해상도에 대응하는 제1 디코더를 이용하여, 상기 제1 깊이 해상도의 특징을 생성하고,
상기 깊이 해상도들 중 제2 깊이 해상도에 대응하는 제2 디코더를 이용하여, 상기 제2 깊이 해상도의 잔차 특징을 생성하는,
깊이 영상을 생성하는 장치.20. The method of claim 19,
the processor
generating a feature of the first depth resolution by using a first decoder corresponding to a first depth resolution among the depth resolutions;
generating a residual feature of the second depth resolution by using a second decoder corresponding to a second depth resolution among the depth resolutions;
A device that generates a depth image.
상기 프로세서는
상기 깊이 해상도들 중 제3 깊이 해상도에 대응하는 제3 디코더를 이용하여, 상기 제3 깊이 해상도의 잔차 특징을 생성하는,
깊이 영상을 생성하는 장치.20. The method of claim 19,
the processor
generating a residual feature of the third depth resolution by using a third decoder corresponding to a third depth resolution among the depth resolutions;
A device that generates a depth image.
상기 프로세서는
균일하게 설정된 깊이 간격으로 상기 특징을 디코딩 함으로써 상기 깊이 해상도 별 특징을 생성하거나, 또는 간격 증가 이산화(SID) 기법에 기초하여 상이하게 설정된 깊이 간격에 의해 상기 특징을 디코딩 함으로써 상기 깊이 해상도 별 특징을 생성하는,
깊이 영상을 생성하는 장치.20. The method of claim 19,
the processor
The feature for each depth resolution is generated by decoding the feature at a uniformly set depth interval, or the feature for each depth resolution is generated by decoding the feature by a depth interval set differently based on an increased spacing discretization (SID) technique. doing,
A device that generates a depth image.
상기 프로세서는
상기 깊이 해상도들 중 제1 깊이 해상도의 특징에 기초하여, 상기 제1 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 제1 확률 분포를 추정하고, 상기 제1 확률 분포 및 상기 깊이 해상도들 중 제2 깊이 해상도의 잔차 특징에 기초하여, 제2 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 제2 확률 분포를 추정하는,
깊이 영상을 생성하는 장치.20. The method of claim 19,
the processor
estimating a first probability distribution corresponding to depth ranges of the first depth resolution based on a characteristic of a first depth resolution among the depth resolutions, and a second depth resolution of the first probability distribution and the depth resolutions estimating a second probability distribution corresponding to depth ranges of the second depth resolution based on the residual feature of
A device that generates a depth image.
상기 프로세서는
상기 제2 깊이 해상도의 잔차 특징에 의해 상기 제1 확률 분포를 보정함으로써 상기 제2 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 상기 제2 확률 분포를 추정하는,
깊이 영상을 생성하는 장치.24. The method of claim 23,
the processor
estimating the second probability distribution corresponding to depth ranges of the second depth resolution by correcting the first probability distribution by a residual feature of the second depth resolution;
A device that generates a depth image.
상기 프로세서는
상기 제1 확률 분포를 업-스케일링하고, 상기 제2 깊이 해상도의 잔차 특징에 의해 상기 업-스케일링된 제1 확률 분포를 보정함으로써 상기 제2 확률 분포를 추정하는,
깊이 영상을 생성하는 장치.25. The method of claim 24,
the processor
up-scaling the first probability distribution and estimating the second probability distribution by correcting the up-scaled first probability distribution by a residual feature of the second depth resolution;
A device that generates a depth image.
상기 프로세서는
상기 제2 확률 분포 및 상기 깊이 해상도들 중 제3 깊이 해상도의 잔차 특징에 기초하여, 제3 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 제3 확률 분포를 추정하는,
깊이 영상을 생성하는 장치.24. The method of claim 23,
the processor
estimating a third probability distribution corresponding to depth ranges of a third depth resolution based on the second probability distribution and a residual feature of a third depth resolution among the depth resolutions;
A device that generates a depth image.
상기 프로세서는
상기 제3 깊이 해상도의 잔차 특징에 의해 상기 제2 확률 분포를 보정함으로써 상기 제3 깊이 해상도의 깊이 범위들에 대응하는 상기 제3 확률 분포를 추정하는,
깊이 영상을 생성하는 장치.27. The method of claim 26,
the processor
estimating the third probability distribution corresponding to depth ranges of the third depth resolution by correcting the second probability distribution by a residual feature of the third depth resolution;
A device that generates a depth image.
상기 프로세서는
상기 제2 확률 분포를 업-스케일링하고, 상기 제3 깊이 해상도의 잔차 특징에 의해 상기 업-스케일링된 제2 확률 분포를 보정함으로써 상기 제3 확률 분포를 추정하는,
깊이 영상을 생성하는 장치.28. The method of claim 27,
the processor
up-scaling the second probability distribution and estimating the third probability distribution by correcting the up-scaled second probability distribution by a residual feature of the third depth resolution;
A device that generates a depth image.
상기 프로세서는
상기 최종적으로 추정되는 확률 분포를 상기 타겟 깊이 영상으로 변환하는,
깊이 영상을 생성하는 장치.20. The method of claim 19,
the processor
converting the finally estimated probability distribution into the target depth image,
A device that generates a depth image.
상기 프로세서는
상기 최종적으로 추정되는 확률 분포의 기대 값을 산출하고, 상기 최종적으로 추정되는 확률 분포에 기초하여, 상기 기대 값의 보정 값을 추정하며, 상기 기대 값 및 상기 보정 값에 기초하여, 타겟 깊이 영상을 생성하는,
깊이 영상을 생성하는 장치.20. The method of claim 19,
the processor
calculating an expected value of the finally estimated probability distribution, estimating a correction value of the expected value based on the finally estimated probability distribution, and generating a target depth image based on the expected value and the correction value generated,
A device that generates a depth image.
상기 깊이 해상도들은
제1 깊이 해상도, 제2 깊이 해상도, 및 제3 깊이 해상도 중 적어도 둘을 포함하고,
상기 제1 깊이 해상도는 상기 제2 깊이 해상도에 비해 성긴 값을 가지고, 상기 제2 깊이 해상도는 상기 제1 깊이 해상도에 비해 조밀한 값을 가지며, 상기 제3 깊이 해상도는 상기 제2 깊이 해상도에 비해 조밀한 값을 가지는,
깊이 영상을 생성하는 장치.20. The method of claim 19,
The depth resolutions are
at least two of a first depth resolution, a second depth resolution, and a third depth resolution;
The first depth resolution has a coarse value compared to the second depth resolution, the second depth resolution has a coarse value compared to the first depth resolution, and the third depth resolution has a coarse value compared to the second depth resolution. having a dense value,
A device that generates a depth image.
상기 프로세서는
상기 입력 영상에 포함된 픽셀들의 깊이 값들의 깊이 범위를 이산화하여 복수 개의 구간들로 분할하는,
깊이 영상을 생성하는 장치.20. The method of claim 19,
the processor
dividing a depth range of depth values of pixels included in the input image into a plurality of sections,
A device that generates a depth image.
상기 통신 인터페이스는
상기 타겟 깊이 영상을 출력하는,
깊이 영상을 생성하는 장치.20. The method of claim 19,
The communication interface is
outputting the target depth image,
A device that generates a depth image.
상기 입력 영상은
단일 컬러 영상, 적외선 영상, 및 깊이 영상 중 적어도 하나를 포함하는,
깊이 영상을 생성하는 장치.20. The method of claim 19,
The input image is
comprising at least one of a single color image, an infrared image, and a depth image;
A device that generates a depth image.
상기 깊이 영상을 생성하는 장치는
스마트 폰(Smartphone), 스마트 TV(Smart-TV), 태블릿(Tablet), 헤드-업 디스프레이(HUD), 3D 디지털 정보 디스플레이(Digital Information Display, DID), 3D 모바일 기기, 및 스마트 차량(Smart Automobile) 중 적어도 하나를 포함하는,
깊이 영상을 생성하는 장치.
20. The method of claim 19,
The apparatus for generating the depth image
Smartphone, Smart-TV, Tablet, Head-up Display (HUD), 3D Digital Information Display (DID), 3D Mobile Device, and Smart Automobile comprising at least one of
A device that generates a depth image.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US17/225,574 US20210366139A1 (en) | 2020-05-21 | 2021-04-08 | Method and apparatus for generating depth image |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US202063028066P | 2020-05-21 | 2020-05-21 | |
US63/028,066 | 2020-05-21 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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Family
ID=78722646
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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KR1020200094048A KR20210144519A (en) | 2020-05-21 | 2020-07-28 | Method and apparatus of generating depth image |
Country Status (1)
Country | Link |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023200111A1 (en) * | 2022-04-13 | 2023-10-19 | 주식회사 뷰웍스 | Animal in-vivo imaging device and operating method thereof |
WO2023200128A1 (en) * | 2022-04-14 | 2023-10-19 | 주식회사 메디트 | Method, apparatus and recording medium storing commands for processing scanned image of intraoral scanner |
-
2020
- 2020-07-28 KR KR1020200094048A patent/KR20210144519A/en not_active Application Discontinuation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023200111A1 (en) * | 2022-04-13 | 2023-10-19 | 주식회사 뷰웍스 | Animal in-vivo imaging device and operating method thereof |
WO2023200128A1 (en) * | 2022-04-14 | 2023-10-19 | 주식회사 메디트 | Method, apparatus and recording medium storing commands for processing scanned image of intraoral scanner |
KR20230147285A (en) * | 2022-04-14 | 2023-10-23 | 주식회사 메디트 | Method, apparatus and recording medium storing commands for processing scanned image of intraoral scanner |
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